オッペンハイマーは、核分裂の発見直後に、この現象が最初の原子爆弾の製造にどのように利用されたかを語ります。その後、マンハッタン計画が完了すると、核融合を利用した兵器である水爆が開発されましたが、これについても映画の中で何度か言及されています。しかし、核分裂と核融合の違いは何でしょうか?
そもそも核分裂爆弾が製造され、現在これが核融合ではなく電力を得るためにも使用されていることを考えると、後者の方が入手が難しいと考えるのが合理的です。そして実のところ、それを効率的に行うのはおそらく難しいと言えるでしょう。
したがって、それぞれが何で構成されているのか、そして相互に比較した場合にどのような利点と欠点があるのかを見てみましょう。何らかの理由で、一方が他方よりもよく使用されます。
核分裂と核融合の違いは何ですか?
大まかに言えば、核分裂は、重い原子の原子核が2 つの軽い原子の原子核に分裂し、大量のエネルギーを放出するときに発生します。一方、核融合は全く逆のプロセスです。つまり、 2 つの軽い原子の原子核が融合して、より重い原子が生じます。この反応でも、燃料と条件が適切に選択されていれば、大量のエネルギーが放出されます。実際、星の中で起こる反応ですから、そのエネルギー量は膨大です。
連鎖反応の重要性
核分裂と核融合はどちらも連鎖反応を引き起こす可能性があります。たとえば、核分裂の場合、その過程で中性子も放出され、別の重い原子と衝突すると、原子核の分裂が促進され、より多くの中性子が放出されます。この反応は、ウラン 235 やプルトニウム 239 などの放射性元素の同位体で構成される燃料がなくなるまで続きます。
核融合に関しては、もう少し複雑です。原子が不安定な原子であることを考慮すると、核分裂が起こるには、連鎖的に放出される中性子そのものなどの粒子を衝突させるだけで十分です。一方で、核融合を起こすにはさらに多くのエネルギーが必要です。
実際、水爆が作られたとき、オッペンハイマーのチームが開発したような小型の核分裂爆弾が核融合を引き起こすために使用されました。時が経つにつれ、電気を得ようとする試みには、粒子加速器か、プラズマと呼ばれるガス状混合物になるほど高温の原子が使用されてきました。
粒子加速器とプラズマ生成の両方にも多くのエネルギーが必要です。そのため、核融合ははるかにエネルギーが高いにもかかわらず、非常に非効率であると考えられています。しかし、核融合反応自体がプラズマを得るのに十分な量の原子をどのように加熱するかを解明する研究はすでに始まっています。したがって、新たな核融合が発生する可能性があります。したがって、連鎖反応を止めるには冷却するだけで十分なので、より安全な連鎖反応が起こることになります。
核分裂と核融合のもう 1 つの大きな違いは、後者は電力を得るために発電所でまだ使用されていないことです。これは前述した理由によるものです。消費される以上のエネルギーを得ることが必要であり、この点に関しては大きな進歩が見られますが、それを達成するにはまだ長い道のりがあります。
オッペンハイマーでの核融合
オッペンハイマーは、核融合爆弾がいかに危険であるかをよく知っていました。このため、彼は核分裂爆弾よりもはるかに複雑であるという口実を用いて、常にその建設を避けようとしていた。それは本当ですが、それが可能だったというのが真実です。歴史上、3 つの核融合爆弾が爆発しました。米国に2件、ソ連に1件。
幸いなことに、どちらもテストでのみ使用され、人口密集地域で直接使用されたわけではありません。しかし、太陽を動かすエネルギーが爆弾の製造にも使用される可能性があると考えるのは恐ろしいことです。それが核分裂と核融合の大きな違いのもう一つです。 1つ目は恐ろしいことです。しかし、二番目は、まさに悪夢です。